Автоматическая система управления полем гелиостатов

 

СОК)З COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1041825

sing " 24 Х 3/02

ОПИСАНИЕ И30БРЕТЕНИЯ "

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬУ (21) 3422579/24-06 (22). 09.04.82 (46) 15.09.83, Бюл N 34

М

° а

°

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (72) С.В.Исаев и В.А.Педько (71) Белорусский филиал Государственного научно-исследовательского энергетического института им. Г.М.Кржижановского (53) 662. 997(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И" 840609, кл. F 24 Х 3/02, 1979.. (54)(57) АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЕМ ГЕЛИОСТАТОВ, содержащая датчики уровня солнечной радиаций

" и аварийной ситуации, электрически соединенные с блоком установления режима работы, датчики угла положения гелиостатов и блоки управления ис .полнительными механизмами, электри« чески соединенные посредством соответственно входного и выходного коммутаторов с блоком формирования ус:тавок и коррекции, электрически сое, диненным с блоком установления режима работы, о т л и"ч а ю щ а я с я ,тем, что; с целью упрощения коррекции, .положения гелиостатов, система снабжена электрически. соединенным с блоком формирования уставок и коррекции функциональным преобразователем, до.. полнительным коммутатором и электри чески соединенными через последний с функциональным преобразователем 3 .датчиками углов наклона и азимутальных поворотов плоскостей фундаментов гелиостатов. С:

10418

Изобретение относится к гелиотех-

1 нике, в частности к автоматическим системам управления полем гелиоста тов солнечных электростанций башенного типа ° 5

Известна автоматическая система управления полем гелиостатов, содер" . жащая датчики уровня солнечной радиации и аварийной ситуации, электрически соединенные с блоком установле- 10 ния режима работы, датчики угла по" ложения гелиостатов и блоки управления исполнительными механизмами, электрически соединенные посредством соответственно входного и выходного ts коммутаторов с блоком формирования уставок и коррекции, электрически соединенным с блоком установления режима работы. 8 этой автоматической системе управления коррекции 20 положения каждого гелиостата осуществляется с помощью общего приемника-излучателя, установленного на башне солнечной электростанции,по отраженному лазерному лучу 1 ) 2$

Наличие приемника-излучателя, специальных датчиков на гелиостатах и необходимость органиэации сложного режима коррекции, действующего ограниченное время,.усложняют автомати ческую систему управления полем гелиостатов.

Целью изобретения является упрощение коррекции положения гелиостатов.

У

3S

Поставленная цель достигается тем, что автоматическая система управления полем гелиостатов, содержащая датчики уровня солнечной радиации и аварийной ситуации, электричес- 40 ки соединенные с блоком установления режима работы, датчики .угла, положения гелиостатов и блоки управления исполнительными механизмами, электрически соединенные посредством соответственно .входного и выходного коммутаторов с блоком формирования уставок и коррекции, электрически соединенным с блоком установления режима работы, снабжена электрически соединенным с блоком формирования уставок и коррекции. функциональным преобразователем, дополнительным коммутатором и электрически соединенными через последний с функцио- нальным преобразователем датчиками углов наклона и азимутальных поворотов плоскостей фундаментов гелио.статов.

25 3

На чертеже показана функциональная схема автоматической системы управления полем гелиостатов. !

Схема содержит датчик 1 уровня солнечной радиации и датчики 2 и 3 аварийной ситуации по состоянию оборудования и метеоусловиям соответственно, электрически соединенные с блоком 4 установления режима ра/ боты, датчики. 5 угла поворота гелиостатов 6 и блоки 7 управления исполнительными механизмами 8, электри.чески соединенные прсредством соответст венно входного 9 и выходного

10 коммутаторов с блоков 11 формирования уставок и коррекции,электрически соединенным с блоком 4 установления режима работы.

Автоматическая система управления полем гелиостатов 6 снабжена электрически соединенным с блоком 11 формирования уставок и коррекции функциональным преобразователем 12, дополнительным коммутатором 13 и элект; рически соединенными через последний с функциональным перобразователем 12 датчиками 14 и 15 углов наклона и датчиками 16 азимутальных поворотов плоскостей фундаментов 17 гелиостатов 6.

Датчики 2 и 3 подкпючены к входам блока 18 установки флага "Аварийная ситуация", выдающего соответствую-. щий код на вход блока 4 установления режима работы.

Автоматическая система снабжена таймером 19, электрически соединенным с блоком 11 формирования уставок и коррекции. Датчик 5 угла поворота каждого гелиостата. 6 установ-, лен на валу соответствующего исполнительного механизма 8.

В качестве датчиков 14 и 15 углов наклона плоскостей фундаментов 17 может быть использован магнитожидкостной детектор уровня, содержащий цилиндрический сосуд и датчик магнитно" го потока, размещенный в сосуде, реагирующий на изменение магнитного поля в результате смещения сосуда и позволяющий выявить направление и величину ухода контролируемой величины. Датчики 14 и 15 установлены на плоскости фундамента 17 в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Датчик 16 азимутального поворота плоскости фундамента 17 выполнен в виде электрокомпаса,стрелка которого является подвижным контактом реохор-

Код на выходе блока 4

Режим ай ю

Конец:работы системы

Начало работы системы

000

001

Аварийная ситуация по состоянию оборудования

oToI

Аварийная ситуация по метеоусловиям

Наличие сигнала "Коррекция"

i ние движением гелиостата 6 в случае ухода фундамента 17 гелиостата 6, что может привести к значительному снижению точности слежения за Солнцем.

Слежение за Солнцем происходит по уставкам, выдаваемым блоком 11, рассчитывающим уравнения движения гелиостатов 6:

Если отсутствует сигнал о возник" новении аварийной ситуации (блок 18 выдает код 000 ), то система работает в первом основном режиме. В этом И. случае по сигналу от датчика 1 уровня солнечной радиации, поступающему в блок 4, последним .выдается сигнал в блок 11 о начале работы системы в; первом режиме. Блоком 11 производится0 сравнение текущего значения датчика

5 угла поворота гелиостата 6 с требуемым значением для данного време- ни суток и вырабатывается сигнал соответствующего воздействия, который через выходной коммутатор 10 поступа." ет на блок 7 управления исполнитель-. ным механизмом 8 соответствующего гелиостата 6. Гелиостат 6 в этом режиме продолжает движение по расчет- Ж ной траектории эа Солнцем. Перевод гелиостата 6 в положение утра следу.ющего дня производится по сигналу с датчика l уровня солнечной радиации.

Датчики 14 и 15 угла наклона плос-.SS кости фундамента 17 гелиостата 6, установленные на фундаменте.,17,. служат для внесения поправок в управле-5 n+ ° cos9. 4 31пФ ° сОВ Ь

2=

Ч -совЫ; cos 9 + oasa;cps>

М и 91 + Si A Ь ф /3соэф ° с©89 +Gosoi сов и

1 i азимутальный угол поворота; зенитальный угол поворота; угол между меридианом и горизонтальной проекцией падающего луча; угол между меридианом и гориэонтальной проекцией отраженного луча; угол между отраженным лучом и горизонтальной плоскостью; угловая высота Солнца. где 5ZC(ю

oL 1

3 104! 825

4 да и направлена строго в одном на- Датчик 5 угла поворота гелиостата правлении север-юг, а корпус жестко 6 может быть реализован датчиком круэакреплен на фундаменте 17. говых перемещений BE-51B °

Функциональный преобразователь На функциональной. схеме таже пока12 может быть реализован на АЦП ти- зана башня с котлом 20 парогенерапа Ф4881. тора.

Функции выходного .коммутатора 10- и блоков 7 управления исполнительны" Автоматическая система работает ми механизмами 8-могут быть реалиэо- следующим образом. ваны в оптронном коммутаторе, позво- 10 Система может работать в двух осляющем управлять одновременно восьмью новных режимах. Режимы работы систеисполнительными механизмами 8, кото мю задаются блоком 4 в соответствии;

:,рыми. служат шаговые электродвигате-.. с кодограммой, представленной в таб ли типа Ш-2, 65/50-01. . : лице.

1 г

1041825

ЛН . fR, +ан

Р„.

С05 8. =

Составитель П.Шендерович

Редактор М.Петрова Техред Ж.Кастепевич . Корректор A.Çèìîêîñîâ

Заказ 7103/39 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035-, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Следующие три .уравнения связывают угловые координаты Солнца (а:, h):c. широтой местности (P), угловым,склонением (6");-и временем суток (t):

Sill% э1п Ysiog+coS УсОэ cos кт, Мп о ооз и"-сов 9з1п +< соэсн сов } =-сов Чэ1 у+этЧсовриЬМ. (2) 10

Значение времени выдается таймером 19 в блок 11. Угловое положение центра гелиостата 6 относительно баш-:

-ни в системе координат, связанной с фундаментом 17 гелиостата 6, определяется из уравнений и считается фиксированным, если фундамент 17 неподвижен:

Ы эп 2 2

У

Х +Y где BH - величина, определяемая разностью между высотой башни и высотой 1-го гелиостата 6;

К; - радиус от центра башни до гелиостата 6;

X Y - координаты гелиостата 6.

В случае изменения положения фун- 35 дамента 17 уравнения I".3 удобно представить в сферической системе координат:

Х= .51п9соэ г, Y=rsfn6Sin Ч, Z=rcos8< . 4p где r - полярный радиус;

8 - широтный угол;

Ч - угол долготы.

Изменение углов 9 и Ч в случае наклона плоскости фундамента 17 ге- 45 лиостата 6 определяется по показаниям датчиков 14 и 15, расположенных в

I двух взаимно перпендикулярных направлениях (по осям ОХ и ОТ), причем первый датчик 14 дает значение изменения угла 9 при вращении плоскости. 20Х вокруг оси OY, второй датчик 15 - изменения угла . 6 при вращении плоскости 20т вокруг оси ОХ, и в случае аэимутального поворота .плоскости XOY- изменение угла г опрело делит датчик 16 азимутального. поворота.

Угол поворота, пропорционален напря женив, снимаемому с плеча peoxорда, образованного стрелкой и одним,; из концов реохорда.

Если с выхода. блока 18 появляются коды 010,- 011 или 100, 101, сигнализирующие о возникновении аварийной ситуации, то система переходит в функционирование по второму основному режиму. Блок 4 установления режима выдает сигнал в блок 11 о работе . системы в аварийных условиях. В зависимости от поступившего кода сигнала на вход блока 7 управления исполнительным механизмом 8 гелиостата

6 выдается команда выведения гелио;стата Ь в горизонтальное положение либо команда на расфокусировку пятна гелиостата 6 на котле 20 парогенератора.

Снабжение автоматической системы управления полем гелиостатов. функци-. ,ональным преобразователем 12, коммутатором 13 и датчиками 14 и 15 углов, наклона плоскости фундамента 17, а также датчиком 16 его азимутального поворота позволяет испольэовать прос,тые, дешевые и надежные в работе устройства, контролировать положение гелиостатов 6 непрерывно, независимо от времени суток и метеоусловий, оперативно выявлять гелиостат 6, имеющий отклонения в положении фундамента 17, и вносить необходимые поправки, что в свою очередь упрощает коррекцию положения гелиостатов.